结构设计：桁架有哪些优点

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足够强度—不断裂或塑性变形；足够刚性—不发生过大的弹性变形；足够稳定性—不发生因平衡形式的突然转变而导致坍塌；良好的动力学特性—抗震、抗风性。桁架的设计要求：要有符合要求的杆件；要有良好的连接件，包括铆钉、销钉及焊缝的连接。这些就涉及到桁架的类型、杆件的尺寸和材料，但首先是静力学分析。考虑桁架各结点的平衡，结点承受汇交力系作用，逐次建立各结点的投影平衡方程，可求出所有的未知杆力，这种方法称结点法，最适用于简单桁架。求解时宜根据组成特点先判定零杆，并尽可能避免解联立方程。有时只需求少数杆件内力或者对于联合桁架和复杂桁架，结点法无法奏效时，需用截面法。有选择地截断杆件（一般不超过三杆）以桁架的局部为平衡对象，考虑其中任一部分平衡，由平衡方程即可求得所需杆件轴力。对于某些桁架（如K式桁架），联合应用结点法和截面法更有效。对于杆件很多的复杂桁架或空间桁架，最好的选择应是计算机方法。

桁架的设计要求：要有符合要求的杆件；要有良好的连接件，包括铆钉、销钉及焊缝的连接。这些就涉及到桁架的类型、杆件的尺寸和材料，但首先是静力学分析。美观，牢固，承压力强。桁架的工程要求：足够的强度—不发生断裂或塑性变形；足够的刚度—不发生过大的弹性变形；足够的稳定性—不发生因平衡形式的突然转变而导致的坍塌；良好的动力学特性—抗震性。工程中由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的结构，称为“桁架”。

形式选择：一些参考值如：每平米造价，最大构件重量，最大跨度，结构形式，檐高等，以上这些在判断厂房是否为重钢或轻钢时可以提供经验数据。国家规范和技术文件都并没有重钢一说，很多建筑都是轻、重钢都有。为区别轻型房屋钢结构，也许称一般钢结构为“普钢”更合适。因为普通钢结构的范围很广，可以包含各种钢结构，不管荷载大小，甚至包括轻型钢结构的许多内容，轻型房屋钢结构技术规程只是针对其“轻”的特点而规定了一些更具体的内容，而且范围只局限在单层门式刚架。由此可见，轻钢与重钢之分不在结构本身的轻重，而在所承受的围护材料的轻重，而在结构设计概念上还是一致的。桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。

在一个空间三角形钢管桁架中，如果截面高度、上弦宽度以及节间长度确定，那么截面形状确定且唯一。

保持弦杆的内力不变，随着上弦宽度的变化而变化，腹杆和跨中挠度则都会随着上弦宽度的变化有显著的变化：如果上弦宽度的增加，则竖面腹杆的倾角相应增加，那么竖面腹杆的轴力也会持续增加，而传递到水平面上垂直腹杆的力也增加。

如果增加竖面腹杆轴力，杆件剪切的形变也会增加。反映到结构中，结构跨中挠度也会增加。如果保持截面弯矩不变，上下弦杆的内力只会在截面高度有变化的时候发生较大幅度的变化，跟其它的截面参数没有关系。另外，随着截面高度增加会使倾角减少，则腹杆的轴力表现也会持续减少，因为剪切变形及弯曲变形减少，跨中的挠度也会逐渐减小。

我们选择构件时，一定要考虑的因素是截面高度。尤其是选择弦杆时，截面高度对结构刚度的影响可以说是最大的，远远大于其他的影响因素。

节间长度可以使腹杆夹角发生改变。改变节间长度以后，弦杆的内力会发生变化，这会使腹杆的轴力发生相应的变化。如果节间长度增加，竖面腹杆的倾角也会相应增加，所以竖面腹杆的轴力会持续加大，那么传递到水平面上，垂直腹杆的力也会持续增加。

跨中挠度随着节间长度的增加会减少，最后保持稳定。我们可以看出，如果腹杆布置过密，对结构的刚度并不会起到积极的作用，反而加大了跨中挠度。

很明显，节间长度不一定是越大越好的。通过以往的实践经验可知，如果要保证腹杆与弦杆的连接的可靠，倾角一般需要控制在35°～55°之间。

设计师们在在设计过程中，必须把握管桁架的受力特点，才能设计出安全可靠并且实用美观的管桁架项目。